C# 線程手冊 第三章 使用線程 Monitor.Wait() 和 Monitor.Pulse()

Wait() 和 Pulse() 機制用於線程間交互。當在一個對象上使用Wait() 方法時，訪問這個對象的線程就會一直等待直到被喚醒。Pulse() 和 PulseAll() 方法用來通知等待的線程醒來的。下面是關於Wait() 和 Pulse() 方法如何運行的例子，WaitAndPulse.cs:

Wait() 和 Pulse() 方法僅可以在Enter() 和 Exit() 代碼塊內部調用。

/*************************************
/* Copyright (c) 2012 Daniel Dong
 * 
 * Author：Daniel Dong
 * Blog：  www.cnblogs.com/danielWise
 * Email： [e-mail]
 * 
 */

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Text;
using System.Threading;

namespace WaitAndPulse
{
    public class LockMe
    { 
    }

    class WaitPulse1
    {
        private int result = 0;
        private LockMe lM;

        public WaitPulse1()
        {
        }

        public WaitPulse1(LockMe l)
        {
            this.lM = l;
        }

        public void CriticalSection()
        {
            Monitor.Enter(this.lM);
            //Enter the Critical Section
            Console.WriteLine("WaitPulse1: Entered Thread "
                + Thread.CurrentThread.GetHashCode());

            for (int i = 1; i <= 5; i++)
            {
                Monitor.Wait(this.lM);
                Console.WriteLine("WaitPulse1: WokeUp");
                Console.WriteLine("WaitPulse1: Result = "
                    + result++
                    + " ThreadID "
                    + Thread.CurrentThread.GetHashCode());
                Monitor.Pulse(this.lM);
            }
            Console.WriteLine("WaitPulse1: Exiting Thread "
                + Thread.CurrentThread.GetHashCode());

            //Exit the Critical Section
            Monitor.Exit(this.lM);
        }
    }

    class WaitPulse2
    {
        private int result = 0;
        private LockMe lM;

        public WaitPulse2()
        {
        }

        public WaitPulse2(LockMe l)
        {
            this.lM = l;
        }

        public void CriticalSection()
        {
            Monitor.Enter(this.lM);
            //Enter the Critical Section
            Console.WriteLine("WaitPulse2: Entered Thread "
                + Thread.CurrentThread.GetHashCode());

            for (int i = 1; i <= 5; i++)
            {
                Monitor.Pulse(this.lM);
                Console.WriteLine("WaitPulse2: Result = "
                    + result++
                    + " ThreadID "
                    + Thread.CurrentThread.GetHashCode());
                Monitor.Wait(this.lM);
                Console.WriteLine("WaitPulse2: WokeUp");
            }
            Console.WriteLine("WaitPulse2: Exiting Thread "
                + Thread.CurrentThread.GetHashCode());

            //Exit the Critical Section
            Monitor.Exit(this.lM);
        }
    }

    public class ClassForMain
    {
        public static void Main(string[] args)
        {
            LockMe l = new LockMe();

            WaitPulse1 e1 = new WaitPulse1(l);
            WaitPulse2 e2 = new WaitPulse2(l);

            Thread t1 = new Thread(new ThreadStart(e1.CriticalSection));
            t1.Start();

            Thread t2 = new Thread(new ThreadStart(e2.CriticalSection));
            t2.Start();

            //Wait till the user enters something
            Console.ReadLine();
        }
    }
}

輸出結果如下：

在Main() 方法中，我們創建了一個LockMe對象。然后創建了兩個對象，WaitPulse1, WaitPulse2, 接着把它們委托給線程以便於線程可以調用這兩個對象的CriticalSection()方法。注意WaitPulse1和WaitPulse2這兩個對象中的LockMe實例是不同的，因為傳遞給對應構造函數的對象引用不同。初始化完對象以后，我們創建了兩個線程t1 和 t2, 並向這兩個線程分別傳遞各自的CriticalSection()函數。

假設WaitPulse1.CriticalSection() 先執行，線程t1 進入方法的關鍵部分並在鎖住LockMe對象后在for循環中執行Monitor.Wait()。由於執行了Monitor.Wait(), 所以它得等待其他線程調用Monitor.Pulse()方法(一個運行時通知)來將其喚醒。我們鎖住LockMe對象是因為我們只希望在任意時間僅有一個對象訪問共享LockMe實例。

注意當線程執行Monitor.Wait()方法時，它會暫時釋放LockMe對象上的鎖，這樣其他線程就可以訪問LockMe對象。在線程t1進入等待狀態后，線程t2可以自由地訪問LockMe對象。盡管這兩個線程都有自己的LockMe對象(WaitPulse1, WaitPulse2)，但是它們都引用同一個對象。線程t2獲得LockMe對象上的鎖並進入WaitPulse2.CriticalSection()方法。當它進入for循環時，它給等待LockMe對象的線程(本例中是t1)發送一個運行時通知(Monitor.Pulse())然后進入等待狀態。

最終，t1醒來並獲得LockMe對象的鎖。線程t1然后訪問result變量並向等待LockMe對象的線程(本例中為t2)發送一個運行時通知。如此反復直到for循環結束。

如果你依據程序的輸出結果來看上面的描述，那么我們說的概念會非常清晰易懂。要注意每個Enter()方法都有一個Exit()方法匹配否則程序不應該結束。

Enter()方法接受一個對象作為參數。如果參數為null 或者參數時一個方法名或者一個值類型的對象(比如int型)，Enter()方法都會拋出異常。

 

下一篇將會介紹Monitor.TryEnter() 方法 和 Lock 語句…